弹簧式声发射传感器安装装置制造方法及图纸

技术编号:16397819 阅读:38 留言:0更新日期:2017-10-17 18:48
本发明专利技术公开了一种弹簧式声发射传感器安装装置,主要由套筒组件、导向组件、端盖和弹簧组成;导向组件与套筒组件或端盖之间为可插拔式连接,弹簧位于套筒组件的弹簧套筒内并处于压缩状态。本发明专利技术通过导向组件与套筒组件或端盖之间的可插拔式连接组合,并利用弹簧套筒内所安装的弹簧的弹性恢复力,实现了对导向组件与套筒组件移动方向的控制,使声发射探头和安装装置的组合体整体尺寸可控,从而解决了声发射探头有效安装和耦合的难题。

Spring type acoustic emission sensor mounting device

The invention discloses a spring type acoustic emission sensor mounting device, mainly composed of a sleeve component, a guiding component and a cover and a spring; the guide assembly and sleeve assembly or between the end caps is a plug-in type connection sleeve, spring spring is located within the sleeve assembly and in a state of compression. The invention through the guide assembly and sleeve assembly or end cap pluggable connection combination, and the restoring force by spring mounting spring in a sleeve of the elastic, can control the moving direction and guide assembly sleeve assembly, a combination of the overall size of the controllable acoustic emission probe and mounting device, so as to solve the problem acoustic emission probe installation and effective coupling.

【技术实现步骤摘要】
弹簧式声发射传感器安装装置
本专利技术属于工程建设中的岩石(体)工程安全监测
,涉及一种弹簧式声发射传感器安装装置。
技术介绍
工程建设中的矿山岩石(体)变形破坏,特别是岩爆动力灾害,会直接危及工程的安全建设,甚至会造成灾难性影响,因此对岩石(体)稳定性及岩爆动力灾害进行有效监测和预报,是工程安全建设的重要内容之一。目前,声发射作为无损监测的一种重要手段,被用于工程建设中的岩石(体)稳定性及岩爆动力灾害的监测与预报。在地下工程围岩开挖建设过程中,为了对可能出现的围岩变形破坏和动力灾害进行准确预测,声发射传感器需要在工程开挖前预先呈三维空间分布的形式布置在被监测的围岩区域,并且布置的传感器数量越多,监测效果相对越准确。在具体实现方式中,需要在岩石(体)开挖前,利用钻机在石(体)中钻孔,钻孔深度随工程埋深、被监测范围增加而增加;然而钻孔越深,声发射传感器安装越困难。目前,声发射传感器安装方式主要包括以下几种:(1)在工程现场,直接将声发射探头放在钻孔中,依靠钻孔中残留的液体介质(如水)作为岩体和声发射探头之间信号传输的介质,声发射探头将接收到的探测信号通过线缆传输到地面监测系统;但这种方法存在以下弊端:①这种实现方式仅适合于方向向下的钻孔,而对于完全水平或向上有一定角度的钻孔,由于难以贮存介质而不适用;即使对于向下的钻孔,仍需要钻孔周围的岩体相对完整,从而避免传输介质从钻孔裂隙流失或渗出,确保声发射探头始终处于传输介质中,但是现场实际情况却较难达到该要求,从而影响监测效果;②虽然岩体与声发射探头之间的液体可以作为信号传输的耦合介质,但液体的密度一般相对较低,其信号传输效果不如直接将声发射探头与岩壁有效接触所接收到的探测信号。(2)为了确保放置在钻孔中声发射探头与钻孔壁之间有效耦合,在工程现场还可采用向钻孔内浇注水泥,使声发射探头和岩壁被浇注为一个整体,这种方法虽然可以解决探测信号的有效传输问题,但仍存在以下缺陷:①浇注后的声发射探头不可回收,导致监测成本过高;②若浇注后发现声发射探头无信号或信号不好,无法进行检查或调整,只能重新钻孔和安装新的声发射探头,不仅导致监测成本过高,而且还导致延长工程进度,甚至延误工期;③向钻孔内注入水泥浆,因钻孔较深,一方面声发射探头安装部位的注浆效果难以保障,可能会出现声发射探头安装部位未能有效注浆的情况,从而导致声发射探头未与岩壁有效耦合而无监测信号;另一方面钻孔越深,浇注的水泥凝固后的总收缩变形量越大,与水泥粘接在一起的声发射探头的信号传输线缆会因水泥收缩变形而承受拉力,导致不能有效传输信号;④开挖过程中的炸药放炮,可能会使注浆面与岩壁面松弛,导致监测信号传输的有效性降低;⑤钻孔内通常比较潮湿,浇注后水泥浆凝固需要较长周期,会导致施工期限延长;且安装过程费时、费力,需要一系列专业注浆设备和注浆人员,从而进一步增加监测成本。(3)另一种实现方式是采用简易固定安装装置,将声发射探头固定在装置内部,然后用刚性的不可活动的金属传输杆将固定装置送至安装部位后,用压力将声发射探头顶出后与钻孔岩壁接触,实现固定,其优点是实现了非注浆浇注情况下声发射探头与岩壁的接触,但仍存在以下缺点:①这种方式由于固定安装装置与钻孔孔壁之间的距离很近,因此需要固定安装装置与钻孔基本为同心结构,且需要孔壁光滑,但实际施工中这些要求难以保障;②由于固定安装装置尺寸较大,只适用于直径较大的钻孔,导致钻孔成本升高;③整个传输杆和安装装置在钻孔中是通过用力硬性插入到钻孔中,不仅摩擦力大,容易磨坏线缆或声发射探头,还容易被卡到钻孔中,无法送至需要安装的部位;④由于是将固定安装装置通过外力,将其硬性插入钻孔中,因此安装过程不仅费时费力,而且工作效率极低;⑤因钻孔孔壁为圆柱形面,而声发射探头端面为平面,如何确保声发射探头端面有效与钻孔孔壁耦合,也是实际应用中需解决的难题。基于上述各种实现方式中存在的弊端和缺陷,导致声发射探测在岩石(体)稳定性及岩爆动力灾害监测的应用推广过程中受到一定限制。因而,如何便捷、有效地将声发射探头安装在钻孔中,并使安装后的声发射探头有效与孔壁耦合,仍是目前现场监测和研究的难点,缺乏相关测试方法和技术支撑。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在针对现有技术中的不足,提供一种弹簧式声发射传感器安装装置,不仅安装方便,而且易于使声发射探头与钻孔孔壁实现有效耦合,确保声发射探头探测信号的有效性。本专利技术所述弹簧式声发射传感器安装装置,包括套筒组件、导向组件、端盖、弹簧、限位销和用于与传送装置组合的连接组件;所述套筒组件由探头套筒和弹簧套筒组成,探头套筒为下端封闭、上端开口的筒体,探头套筒的内孔与声发射探头为间隙配合,下端面为与被监测岩体的钻孔弧度匹配的圆弧面,上端筒壁设置有供声发射探头的线缆接头伸出的一个或两个槽口,若为两个槽口,两槽口相对于探头套筒的中心线呈轴对称分布,簧套筒为下端封闭、上端开口的筒体,其数量为两个,两弹簧套筒相对于探头套筒的中心线呈轴对称固定在探头套筒外壁,且两弹簧套筒的中心线在水平面投影的连线与所述槽口的中心线在水平面的投影垂直;所述端盖为与探头套筒上端面的形状和尺寸匹配的板状体,或者端盖由盖板和盖板顶面设置的连接件构成,盖板与探头套筒上端面的形状和尺寸匹配,连接件上设有供限位销穿过的过孔;所述导向组件由支承板和两根上部段设置有轴肩的导向杆构成,若端盖为板状体,支承板为顶面与被监测岩体的钻孔弧度匹配的圆弧面、底面是平面的结构,两根导向杆的轴肩之上部段设置有第二插销孔,两弹簧套筒的上端设置有第一插销孔,若端盖由盖板和盖板顶面设置的连接件构成,支承板为顶面与被监测岩体的钻孔弧度匹配的圆弧面、底面为平面的结构,且支承板中心部位设置有与端盖连接件形状和尺寸匹配的中心孔,该中心孔的孔壁设置有第三插销孔,两根导向杆的轴肩之上部段和两弹簧套筒的上端均不再设插销孔,两根导向杆相对于支撑板的中心线呈轴对称固定在支承板底面,两根导向杆中心线之间的间距与两个弹簧套筒中心线之间的间距相同;所述弹簧的数量为两根,两根弹簧分别装入两个弹簧套筒内,其下端与弹簧套筒的底壁接触;若端盖为板状体,端盖覆盖在探头套筒上端面并与探头套筒为可拆卸式连接,导向组件的两根导向杆分别与两根弹簧组合,它们轴肩的下环面分别与两根弹簧的上端接触,限位销为两根,分别连接有绳索,两根限位销分别插入两弹簧套筒设置的第一插销孔和两导向杆设置的第二插销孔将弹簧套筒与导向杆连接后使两根弹簧处于压缩状态;若端盖由盖板和盖板顶面设置的连接件构成,端盖的盖板覆盖在探头套筒上端面并与探头套筒为可拆卸式连接,导向组件的支承板套装在端盖的连接件上,其底面与端盖的盖板接触,限位销为一根,连接有绳索,限位销插入支承板所设第三插销孔和端盖连接件所设过孔将支承板和端盖连接后使两根弹簧处于压缩状态;所述连接组件为两套,两套连接组件以探头套筒的中心线为对称轴对称安装在探头套筒外壁上,且两套连接组件的中心线在水平面的投影与两个弹簧套筒的中心线在水平面投影的连线垂直。上述弹簧式声发射传感器安装装置,可以通过多种方式实现套筒组件与导向组件之间的可插拔式连接,本专利技术采用的具体实现方式包括以下两种:(1)端盖为与探头套筒上端面的形状和尺寸匹配的板状体,导向组件支承板为顶面与本文档来自技高网
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弹簧式声发射传感器安装装置

【技术保护点】
一种弹簧式声发射传感器安装装置,其特征在于包括套筒组件(1)、导向组件(2)、端盖(3)、弹簧(4)、限位销(5)和用于与传送装置组合的连接组件;所述套筒组件(1)由探头套筒(1‑1)和弹簧套筒(1‑2)组成,探头套筒(1‑1)为下端封闭、上端开口的筒体,探头套筒的内孔与声发射探头(9)为间隙配合,下端面为与被监测岩体的钻孔弧度匹配的圆弧面,上端筒壁设置有供声发射探头的线缆接头(9‑1)伸出的一个或两个槽口(1‑4),若为两个槽口,两槽口相对于探头套筒的中心线呈轴对称分布,簧套筒(1‑2)为下端封闭、上端开口的筒体,其数量为两个,两弹簧套筒相对于探头套筒的中心线呈轴对称固定在探头套筒外壁,且两弹簧套筒的中心线在水平面投影的连线与所述槽口(1‑4)的中心线在水平面的投影垂直;所述端盖(3)为与探头套筒(1‑1)上端面的形状和尺寸匹配的板状体,或者端盖(3)由盖板(3‑1)和盖板顶面设置的连接件(3‑2)构成,盖板(3‑1)与探头套筒(1‑1)上端面的形状和尺寸匹配,连接件(3‑2)上设有供限位销(5)穿过的过孔(3‑3);所述导向组件(2)由支承板(2‑1)和两根上部段设置有轴肩(2‑4)的导向杆(2‑2)构成,若端盖(3)为板状体,支承板(2‑1)为顶面与被监测岩体的钻孔弧度匹配的圆弧面、底面是平面的结构,两根导向杆(2‑2)的轴肩之上部段设置有第二插销孔(2‑3),两弹簧套筒(1‑2)的上端设置有第一插销孔(1‑3),若端盖(3)由盖板和盖板顶面设置的连接件构成,支承板(2‑1)为顶面与被监测岩体的钻孔弧度匹配的圆弧面、底面为平面的结构,且支承板(2‑1)中心部位设置有与端盖连接件(3‑2)形状和尺寸匹配的中心孔(2‑1‑1),该中心孔的孔壁设置有第三插销孔(2‑1‑2),两根导向杆(2‑2)的轴肩之上部段和两弹簧套筒(1‑2)的上端均不再设插销孔,两根导向杆相对于支撑板的中心线呈轴对称固定在支承板底面,两根导向杆中心线之间的间距与两个弹簧套筒(1‑2)中心线之间的间距相同;所述弹簧(4)的数量为两根,两根弹簧分别装入两个弹簧套筒(1‑2)内,其下端与弹簧套筒的底壁接触;若端盖(3)为板状体,端盖覆盖在探头套筒(1‑1)上端面并与探头套筒为可拆卸式连接,导向组件的两根导向杆(2‑2)分别与两根弹簧(4)组合,它们轴肩的下环面分别与两根弹簧的上端接触,限位销(5)为两根,分别连接有绳索(6),两根限位销分别插入两弹簧套筒设置的第一插销孔(1‑3)和两导向杆设置的第二插销孔(2‑3)将弹簧套筒与导向杆连接后使两根弹簧(4)处于压缩状态;若端盖(3)由盖板(4‑1)和盖板顶面设置的连接件(3‑2)构成,端盖的盖板(3‑1)覆盖在探头套筒(1‑1)上端面并与探头套筒为可拆卸式连接,导向组件的支承板(2‑1)套装在端盖的连接件(3‑2)上,其底面与端盖(3)的盖板接触,限位销(5)为一根,连接有绳索(6),限位销插入支承板所设第三插销孔(2‑1‑2)和端盖连接件所设过孔(3‑3)将支承板和端盖连接后使两根弹簧(4)处于压缩状态;所述连接组件为两套,两套连接组件以探头套筒的中心线为对称轴对称安装在探头套筒(1‑1)外壁上,且两套连接组件的中心线在水平面的投影与两个弹簧套筒的中心线在水平面投影的连线垂直。...

【技术特征摘要】
1.一种弹簧式声发射传感器安装装置,其特征在于包括套筒组件(1)、导向组件(2)、端盖(3)、弹簧(4)、限位销(5)和用于与传送装置组合的连接组件;所述套筒组件(1)由探头套筒(1-1)和弹簧套筒(1-2)组成,探头套筒(1-1)为下端封闭、上端开口的筒体,探头套筒的内孔与声发射探头(9)为间隙配合,下端面为与被监测岩体的钻孔弧度匹配的圆弧面,上端筒壁设置有供声发射探头的线缆接头(9-1)伸出的一个或两个槽口(1-4),若为两个槽口,两槽口相对于探头套筒的中心线呈轴对称分布,簧套筒(1-2)为下端封闭、上端开口的筒体,其数量为两个,两弹簧套筒相对于探头套筒的中心线呈轴对称固定在探头套筒外壁,且两弹簧套筒的中心线在水平面投影的连线与所述槽口(1-4)的中心线在水平面的投影垂直;所述端盖(3)为与探头套筒(1-1)上端面的形状和尺寸匹配的板状体,或者端盖(3)由盖板(3-1)和盖板顶面设置的连接件(3-2)构成,盖板(3-1)与探头套筒(1-1)上端面的形状和尺寸匹配,连接件(3-2)上设有供限位销(5)穿过的过孔(3-3);所述导向组件(2)由支承板(2-1)和两根上部段设置有轴肩(2-4)的导向杆(2-2)构成,若端盖(3)为板状体,支承板(2-1)为顶面与被监测岩体的钻孔弧度匹配的圆弧面、底面是平面的结构,两根导向杆(2-2)的轴肩之上部段设置有第二插销孔(2-3),两弹簧套筒(1-2)的上端设置有第一插销孔(1-3),若端盖(3)由盖板和盖板顶面设置的连接件构成,支承板(2-1)为顶面与被监测岩体的钻孔弧度匹配的圆弧面、底面为平面的结构,且支承板(2-1)中心部位设置有与端盖连接件(3-2)形状和尺寸匹配的中心孔(2-1-1),该中心孔的孔壁设置有第三插销孔(2-1-2),两根导向杆(2-2)的轴肩之上部段和两弹簧套筒(1...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈亮刘建锋王春萍刘健满轲王驹
申请(专利权)人:核工业北京地质研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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